通过制造不含半导体的逻辑门村上里沙qvod，这些逻辑门可用于引申筹谋，洽商东说念主员但愿简化电子建树的制造经由。

主动电子器件—即粗略限度电信号的组件—频繁包含半导体建树，这些建树用于秉承、存储妥协决信息。这些组件必须在无尘室中制造，且需要先进的制造手艺，而这种手艺仅在少数成心的制造中心可用。

在新冠疫情时刻，公共边界内半导体制造措施的匮乏是导致电子居品弯曲的原因之一，这导致了消费品价钱的上升，并影响了从经济增长到国度安全的方方面面。淌若粗略无需半导体便3D打印出好意思满的主动电子建树，电子制造手艺将粗略引申到公共各地的企业、实验室以至家庭中。

诚然这一念念法距离罢了仍有一段距离，但MIT的洽商东说念主员在这一方朝上迈出了遑急的一步，他们顺利展示了澈底3D打印的可复位保障丝，而这些保障丝是主动电子建树的环节组件，频繁需要依赖半导体。

洽商东说念主员使用尺度的3D打印建树和一种低价的、可生物降解的材料，制造出了不含半导体的器件，这些器件粗略引申与基于半导体的晶体管交流的开关功能，而晶体管频繁用于主动电子器件中的解决操作。

尽管这些3D打印的器件在性能上还远不足半导体晶体管，但它们不错用于一些基础的限度操作，比如调遣电动机的速率。

“这项手艺具有很大的后劲。诚然咱们无法与硅基半导体竞争，但咱们的意见并不是取代现存的手艺，而是将3D打印手艺推向未知边界。简而言之，这骨子上是对于手艺的提高化。这可能让任何东说念主在隔离传统制造中心的场所齐粗略创造智能硬件，”MIT微系统手艺实验室（MTL）的首席洽商科学家兼该论文的资深作家路易斯·费尔南多·贝拉斯克斯-加西亚（Luis Fernando Velásquez-García）说说念，这篇论文发表在《编造与物理原型》期刊上。

该论文的第一作家是电气工程与筹谋机科学专科的洽商生豪尔赫·卡纳达（Jorge Cañada）。

一个偶然的名堂

半导体（包括硅）是一类电性能不错通过添加特定杂质进行调养的材料。凭证野心的不同，硅建树不错领有导电和绝缘的区域。这些特点使得硅成为制造晶体管的理念念材料，而晶体管是当代电子建树的基本构件。

可是，洽商东说念主员领先并不是为了3D打印粗略像硅基晶体管一样使命的无半导体建树而开展这项使命的。

这个名堂源于他们另一个名堂，在阿谁名堂中，他们使用挤出打印手艺制造磁线圈。这是一种通过将材料加热融化并通过喷嘴逐层构建物体的打印经由。

他们发现了一个兴致的表象：他们使用的材料是一种掺杂了铜纳米颗粒的团员物丝。

淌若向该材料中输入广博电流，它的电阻会急剧上升，但在电流罢手后，电阻会很快还原到原本的水平。

这种特点使工程师粗略制造不错算作开关操作的晶体管，而这频繁只与硅和其他半导体相关。晶体管通过开关操作解决二进制数据，它们用于构建引申筹谋的逻辑门。

“咱们意志到这可能会匡助3D打印硬件迈向下一个阶段。它为电子建树提供了一种明确的‘智能化’途径。”贝拉斯克斯-加西亚说说念。

洽商东说念主员尝试用其他3D打印丝复制相似的表象，测试了掺杂碳、碳纳米管和石墨烯的团员物。最终，他们无法找到另一种不错充任可复位保障丝的可打印材料。

洽商东说念主员推测，当材料被电流加热时，铜颗粒在材料中扩散，导致电阻急剧上升；当材料冷却时，铜颗粒再次聚会，电阻还原。他们还以为，材料的团员物基底在加热时从晶态变为无定步地，冷却后还原到晶态，这是一种称为团员物正温扫数效应（PTC）的表象。

“当今，这仍然是咱们最佳的阐述，但这并不是好意思满的谜底，因为这并不可阐述为什么这种表象只发生在这种材料组合中。咱们还需要作念更多的洽商，但毫无疑问，这种表象是委果存在的，”他说说念。

3D打印主动电子建树

洽商团队驾驭这种表象一步打印出不错用于构建不含半导体的逻辑门的开关。

这些建树由掺铜团员物的薄3D打印线条组成。它们包含交叉的导电区域，洽商东说念主员不错通过限度输入开关的电压来调遣电阻。

尽管这些建树的性能不如硅基晶体管，但它们不错用于更浅薄的限度妥协决功能，比如开关电动机的开关。他们的实验披露，即使经过4000次开关轮回，这些建树也莫得出现任何劣化迹象。

不外，洽商东说念主员在消弱这些开关的尺寸上遭遇了死心，这与挤出打印手艺的物理特点和材料的性质相关。他们粗略打印出几百微米大小的建树，而起始进电子建树中的晶体管直径仅为几纳米。

“实践情况是，好多工程应用并不需要最佳的芯片。归根结底，你包涵的是建树能否完成任务。这项手艺粗略骄气这么的需求，”他说。

可是，与半导体制造不同，他们的手艺使用的是一种可生物降解的材料，制造经由耗尽的能量更少，产生的废物也更少。团员物丝还不错掺杂其他材料，如磁性微粒，这可能赋予建树极端的功能。

昔时，洽商东说念主员但愿使用这项手艺打印出澈底功能性的电子建树。他们正在死力仅通过挤出3D打印制造出一个粗略启动的磁性电机。他们还但愿优化这依然由，以便粗略构建更复杂的电路，并探索这些建树的性能极限。

“这篇论文展示了不错使用挤出团员物导电材料制造主动电子建树。这项手艺使得电子建树粗略径直镶嵌到3D打印结构中。一个兴致的应用是按需在航天器上3D打印机电一体化建树。”斯坦福大学的威廉·E·艾尔工程学荣休西宾罗杰·豪威（Roger Howe）说说念，他并未参与这项使命。

这项使命部分由Empiriko公司资助村上里沙qvod。